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高强度钛合金材料具有强度高、比强度大、耐蚀性好等优点，被广泛地应用于航空航天等领域。目前我国高强度钛合金材料的种类较少，对铸造高强度钛合金的组织与性能研究也不系统。为此本文研究了高强度ZTC18钛合金的组织和性能，并着重研究了退火温度、保温时间对铸造TC18钛合金显微组织和力学性能的影响，探索了TC18高强度铸造钛合金的热处理工艺参数，为TC18铸造高强度钛合金的实际工程应用提供了理论基础。结果表明: 1)等温退火720℃、760℃和820℃条件下，随着退火温度的提高，晶粒呈逐渐长大的趋势，晶界也逐渐粗化。 2)不同等温退火条件下显微组织不同。720℃条件下的晶粒内部初生α相主要为不规则长针状和短棒状，次生α相细小弥散分布;760℃条件下，长针状和短棒状初生α相变的平直，其长度增加，并且次生α相长大，基本呈平行分布，细小弥散分布的次生α相显著减少;820℃条件下α相变的粗大，形态也发生明显改变，主要为较粗大且长短不一的棒状，以及等轴颗粒状组成。 3)不同的双重退火温度下，显微组织不同。570℃下，晶粒内部初生α相主要为长针状和棒状，少量次生α相弥散分布;590℃下，初生α相形态和尺寸变化不大，但是次生α相减少;610℃下，α相数量明显增加，尺寸增大，并且多为短棒状;630℃下，α相尺寸明显增大，多为短棒状和等轴颗粒状，少量次生α相。 4)随着等温退火温度的提高，抗拉强度σ0.2和屈服强度σb逐渐降低，延伸率δ5和断面收缩率ψ则与强度变化规律相反，均随等温退火温度的升高而增加。试样强度和塑性变化规律主要与细小弥散分布的次生α相使得试样强度较高，当次生α相长大，转变成平行的长条状到粗大的棒状时，试样的强度下降，而塑性则明显增加有关。 5)采用双重退火制度，在第一退火温度均为750℃条件下，无论在第二次退火采用炉冷还是空冷，试样屈服强度σ0.2和抗拉强度σb均随第二次退火温度的升高而降低。在塑性方面，延伸率δ5和断面收缩率ψ则与强度变化规律基本相反。 6)采用双重返火制度，对于试样强度和塑性影响最大的是第二次退火温度。